1、湖 南 农 业 大 学全 日 制 普 通 本 科 生 毕 业 论 文会同魔芋营养成分与质构特性研究STUDY ON THE NUTRITIONAL COMPONENTS AND TEXTURE CHARACTERISTICS OF HUITONG KONJAC学生姓名：学 号：年级专业及班级： 食品质量与安全 指导老师及职称： 学 院：食品科学技术学院 湖南 长沙提交日期： 年 月1目 录摘 要 .1关键词 .11 前言 .21.1 魔芋简介 .21.2 我国魔芋资源的分布 .31.3 研究目的和意义 .42 试验材料与方法 .42.1 试验材料与试验器材 .42.2 试验方法 .52.2.1
2、 会同魔芋和花魔芋营养成分的测定 .52.2.2 矿物质的测定 .52.2.3 会同魔芋和花魔芋质构特性的测定 .62.2.4 电镜扫描 .62.2.5 会同魔芋的干燥特性 .63 结果与分析 .63.1 营养成分的比较 .63.2 魔芋矿物质元素的比较 .83.3 魔芋质构特性的比较 .83.4 微观形态的比较 .93.5 魔芋干燥特性的比较 .104 结论 .11参考文献 .11致 谢 .131会同魔芋营养成分与质构特性研究摘 要: 本论文主要是以湖南省会同县的会同魔芋为主要原料，通过测定其营养成分、矿物元素、60干燥特性、扫描魔芋电镜图片以及魔芋豆腐的质构特性，与花魔芋相比较，分析两者之
3、间的差异，并判断会同魔芋的品质特性。试验结果表明，会同魔芋的葡苷露聚糖含量显著高于花魔芋，而蛋白质、多酚和总糖含量则显著低于花魔芋；会同魔芋和花魔芋的微观组织结构基本相似；两种魔芋的加工魔芋豆腐的质构特性也基本相似；60下两种魔芋的干燥特性基本相似。通过分析，发现会同魔芋具有良好的品质特性。关键词：会同魔芋；花魔芋；营养成分；质构特性 Study on the Nutritional Components and Texture Characteristics of Huitong Konjac Abstract: This paper mainly based on the sympathe
4、tic in Huitong County, Hunan Province. By measuring its nutrient composition, mineral elements, drying characteristics at 60C,scanning konjac electron microscope images and texture characteristics of konjac bean curd, this paper compares them with Amorphophallus Konjac K. Koch to analyze the two. Th
5、e difference between the two and judge the quality characteristics of huitong konjac.The experimental results show that the content of glucomannan with huitong konjac is significantly higher than that of Amorphophallus Konjac K. Koch,and the protein、 polyphenols and total sugar content are significa
6、ntly lower than that of Amorphophallus Konjac K. Koch; the microstructure of huitong konjac and Amorphophallus Konjac K. Koch is basically similar; the processing of two huitong konjac and Amorphophallus Konjac K. Koch. The texture characteristics of tofu are also similar; the drying characteristics
7、 of the two konjac are similar at 60C.Through the analysis found that with the huitong konjac has a good quality characterisitics. Key words:Huitong Konjac ;Amorphophallus Konjac K. Koch ;trient content;exture characteristics21 前言 1.1 魔芋简介魔芋(Konjac)是魔芋属天南星科（Araceae）魔芋属（AmorphophaIIus BIume）的多年生长的草本植
8、物，又称鬼芋、由跋、花伞把、蛇包谷、花连杆、为天南星科魔芋属(AmorphophaUus Blume)的多年生宿根性块茎状草本植物 1。魔芋是一种草本类植物，多生长于温暖，湿热的地方。魔芋是一类埋于地下的球茎类植物，其地下球茎部分呈扁球状，是其可以食用的部份。魔芋的球茎中含有丰富的糖类（主要为葡萄甘露聚糖（KGM） ，其含量高达 40%-60%、而魔芋飞粉含量约为 3%-4% 、淀粉及其他杂质 12% -15% ） ，5%-8% 的蛋白质、还含有 1%-2% 生物碱及多甲胺类等有害物质 2 。魔芋是唯一一种能够大量提供葡甘露聚糖的植物，而且葡甘露聚糖的利用率也较高，是葡甘露聚糖的优良来源。因此
9、在评价魔芋资源时，葡甘聚糖的含量及质为首要指标 3。葡甘露聚糖是一种从魔芋块茎中提取的由葡萄糖和甘露糖按 1.0：1.6的摩尔比，以 -1，4-糖苷键连接形成的杂多糖，其具有独特的流变性和凝胶特性 4。一方面它因具有良好的吸水性、成膜性、胶凝性、保湿性等特殊的生理功能 5-6另一方面在清理肠道垃圾、治疗便秘、润肠通便、降血脂等有显著的功效 7-11，是具备高膳食纤维、高蛋白的食物，更是能够减肥的佳品。谭杨 12等实验结果显示, KGM 能够有效地提高便秘小鼠的小肠推进率，抑制便秘的，促进肠道的蠕动，改善肠道的病理病变情况。在食品工业中，魔芋葡甘露聚糖能够作为凝胶物质，制作凝胶性糕点，如布丁，果
10、冻等；魔芋葡甘露聚糖可以作为食品添加剂，改善食品的品质和口感，如作为稳定剂、澄清剂改善果汁的口感;KGM 水溶液具有成膜的特性，多用于果蔬保鲜剂，在果蔬表面形成薄膜，阻隔氧气，能很好的达到保鲜的作用；另外，魔芋也越来越多的被作为保健食品，并且受到了大多数人的喜爱。近年来随着人们饮食结构的不断变化，肥胖，便秘，三高等问题已经成为威胁人类康健的隐形杀手。陈黎 13和王忠霞 14等人分别对小鼠和大鼠进行了饲喂实验，发现魔芋能够有效的降低血脂。并且，由于葡甘露聚糖吸水膨胀，自身热量低，能够有效的减少人体对单糖的吸收率，从而控制饮食，达到减肥的效果 15。此外，长期使用魔芋葡甘露聚糖能够有效地提高免疫力
11、，预防结肠癌，肠道疾病等。综上所述，魔芋葡甘露聚糖具有极高的利用价值，被广泛的利用于食品、医药、工业，是目前发展前景比较良好的一种农产品。魔芋总糖含量大约在 16.4左右，此中 D甘露糖占总糖的 34.2 16。而魔芋中3所含有的蛋白质则相对较少。虽然魔芋的总糖，蛋白质含量不多，但是后期对魔芋豆腐的制作及成型还是有着较大的影响。其次，魔芋中含有少量的生物碱和三甲胺等有害物质，具有刺激性，可造成人体皮肤过敏等症状。在食品加工过程当中，生物碱等有害物质会造成魔芋食品品质降低，影响其风味口感。并且魔芋整棵植株都含有毒物质，其中以块茎为最毒，不可以生吃，经必要蒸煮加工后方可食用，否则生吃会造成红肿，骚
12、痒等症状，需及时送医救诊。1.2 我国魔芋资源的分布我国植物资源丰富，魔芋就是其中具有独特价值的一种植物资源。中国是最早种植和利用魔芋的国度，在本草纲目中就对其药用价值进行了详细的阐述和论证，为后来对魔芋在医药方面的的利用提供了很大的帮助 17。魔芋是一种喜欢阴耐病力差且多生长在亚热带等地区的球茎类植物，其中中国和日本为最大的种植魔芋的国家。日本近年来对魔芋的研究已处在较为领先的地位，其研制生产的魔芋相关产品受到了消费者的一致好评。我国种植魔芋的地区主要在秦岭-淮河以南，其地区气候适宜，温暖湿润，为魔芋生长和其营养物质的积累提供了良好的环境条件。我国现今已经发现的魔芋种属共有 95 种，其中
13、13 种为我国特有品类，能食用的有 13 种，目前我国普遍种植的是花魔芋和白魔芋两个种属。花魔芋由于其耐病性，耐抗力较为良好，已经成为种植广泛，应用优良的种属。我国魔芋的种植分布在中国长江流域及其以南广大地区，其中四川、湖南、湖北、江西、福建、浙江、云南、广东、广西、台湾等地资源比较丰富 18。据相关记录可考证，我国栽种魔芋早已有两千多年的可考历史了，并且其栽种技术已经相对较为成熟。但是由于我国早期没有认识到魔芋的具有很高的利用价值，对魔芋的研究和开发程度并不是很高，造成资源的浪费。我国有大大小小的魔芋加工厂不计其数，但是对魔芋的利用程度不够，导致大部分魔芋的在初次加工中就变成了废渣。我国虽然
14、魔芋资源丰富，周边的国家都依靠我国魔芋的种植和栽培，但是我国魔芋目前的出口仅仅局限于原料，而在食品或者原料的加工方面开发程度不够，利润微薄，急需将魔芋原料加工成为比较高级的产品，保健品，以及相关的副产品，以促进产业发展，拉动魔芋产业的持续进步。因此，根据魔芋的相关特性，对其营养成分和其他指标进行深入的研究，并以此对魔芋原料充分的加工利用，能够有效提高魔芋的经济价值，使得魔芋产业得到进一步的发展和进步。41.3 研究目的和意义 花魔芋是一种常见的可食用并且栽种的魔芋，适应性好，栽种范围广泛并且其葡甘露聚糖含量高。花魔芋高产质优，是目前发展前景较好，利用率较高的魔芋种类，具有很高的经济价值 19。
15、花魔芋是目前相关专家研究较为深入，对其利用价值较为认可的一种魔芋种属。湖南省会同县的会同魔芋已经成为了湖南省具有标识性的地方特色植物。但是，由于对会同县魔芋的研究较少，对其了解不够深入，无法进行后续的加工和生产。以此，将湖南省会同魔芋与花魔芋进行多方面的比较，确定其种属来源，比较其优良特性。针对会同魔芋的特性进行相关的开发和加工，加大其相应的附加价值和经济效益。从而，提高农产品的利用率，使农民能够增加收入，带动魔芋产业的进步。2 试验材料与方法2.1 试验材料与试验器材试验材料：湖南博嘉魔力农业科技有限公司提供的种植在同一区域的新鲜无损害的会同魔芋（野生）和花魔芋（人工培育）试验器材：B-26
16、0 型恒温水浴锅（上海惠海电器设备有限公司） 、UV 一 2450 型紫外可见分光光度计（日本岛津） 、CP214 型电子分析天平（上海豪斯仪器有限公司） 、TCL-16 型台式离心机（常州市华普达教学仪器有限公司） 、JSM6360LV 型扫描电子显微镜（日本电子公司）、TA.XT.plus 质构分析仪（英国 Stable Micro System 有限公司） 、自动凯氏定氮仪（上海洪纪仪器设备有限公司） 、洞道干燥试验装置（湘潭市腾飞仪器科技有限公司） 、磁力搅拌器烧杯、容量瓶、试管、酸式滴定管、镊子、吸水纸、漏斗、玻璃珠、量筒、锥形瓶、电炉。试验试剂：3,5-二硝基水杨酸(北京西中化工厂
17、)、乙醇(成都鸿鹤化学试剂厂)；硫酸( 成都化学试剂厂) 、葡萄糖( 成都鸿鹤化学试剂厂)、氢氧化钠(国药集团化学试剂有限公司) 、浓硫酸( 国药集团化学试剂有限公司)、硫酸铜(上海国药试剂集团)、硫酸钾(天津市北辰方正试剂厂)、硼酸(江西万昌卫生用品有限公司)、甲基红-溴甲酚绿指示剂( 天津市光复科技有限公司)、浓盐酸(国药集团化学试剂有限公司)、亚铁氰化钾(国药集团化学试剂有限公司)、次甲基蓝(天津市福晨化学试剂厂)、乙酸锌(天津市致远化学试剂有限公司)、酒石酸钾钠(天津市致远化学试剂有限公司) 、甲酸（美国 Singma 公司） 、上述试剂皆为分析纯。52.2 试验方法2.2.1 会同魔
18、芋和花魔芋营养成分的测定分别测定会同魔芋和花魔芋的葡苷聚糖、总糖、蛋白质和多酚含量，每个营养指标重复测定三次，对两种魔芋的营养成分含量及其特性进行比较分析与评价。所有营养成分的含量均以湿基计。（1）魔芋葡甘露聚糖的测定采用 3,5-二硝基水杨酸比色法 20-22，此方式操作简略可行不需要大型实验仪器，是测定葡甘露聚糖较为方便合适的方式。（2）魔芋总糖含量采用 GB5009.82016进行测定。首先，对魔芋样品进行预处理：称取新鲜的魔芋切片 1g于研钵中，研碎后转移至烧杯中，加入 150ml蒸馏水，充分搅拌，置于 40-50恒温水浴锅中使用磁力搅拌器不断搅拌 30min后取出，缓缓加入等量乙酸锌
19、溶液和亚铁氰化钾溶液，加水定容摇匀后静置 30min。过滤后剩余滤液加入相应试剂后，使滤液中的非还原糖水解，用直接滴定法即可测得样品的总糖含量。（3）蛋白质测定采用 GB5009.52016进行测定，可根据标准酸的消耗量计算出蛋白质。称取新鲜的魔芋切片 1g,精确至 0.001g，放入研钵研碎后充分转移至消化炉中，再加入 0.4g硫酸铜、6g 硫酸钾及 20ml硫酸，进行消化。当消化温度达到要求以后，连续消化大约一小时，待消化管中的液体呈透明状取出后充分冷却，冷却至室温后加入 50ml蒸馏水在自动凯氏定氮仪上完成蛋白质含量的测定，并记录滴定的数据。（4）多酚采用文献中 23分光光度计的方法测定
20、。2.2.2 矿物质的测定样品前处理：称取样品 1.0g，放入 100mL 锥形瓶中，加入玻璃珠，再向锥形瓶中加入 9mL 浓硝酸和 1mL 高氯酸，盖好盖子，先低温（120）消解 0.5 小时，然后升温 180消解 2 小时，最后升至 210继续消解至冒白烟，消解液呈无色透明或略带黄色，待消解液消化完全后，放冷后用水将消化液转移到 25mL 容量瓶中，用蒸馏水洗涤锥形瓶 23 次，合并洗涤液于容量瓶中，最后用蒸馏水定容至刻度，摇匀放置备用同时做试样空白试验。样品处理后，矿物质元素测定采用 GB 5009. 268 2016电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行，重复两次。2.2.3 会同
21、魔芋和花魔芋质构特性的测定切取同等规格 13mm22mm22mm 的会同魔芋豆腐和花魔芋豆腐各四块，采用6TA.XT.plus 质构仪测定其硬度、弹性、粘着性等质构特性参数，使用的探头为圆柱状平头，直径为 0.5 英寸；测试时参数的设定：触发值：5g；张力：75%；测试速度：1 mm/s；测试循环次数：2；测试时间间隔：3s。反复测定 5 次，记录试验数据，并对得到的相关数据的进行处理和分析。会同魔芋和花魔芋的营养成分、矿物质元素、质构特性之间的显著性差异用 t 检验进行评定。2.2.4 电镜扫描会同魔芋和花魔芋去皮，切成 5mm 的薄片，用 100的饱和蒸汽对魔芋片漂烫4min。捞出后放入干
22、燥烘箱 60 烘干，烘干至衡重后，装袋，标记，送检。2.2.5 会同魔芋的干燥特性表 1 会同魔芋与花魔芋干燥试验参数Table 1 Drying parametersof nutr of Huitong Konjac with Amorphophallus Konjac K. Koch分组 实验序号 固定因素 试验水平花魔芋(漂烫) A 厚度=5mm，风速 60会同魔芋(漂烫) B 厚度=5mm ，风速 60挑选无病害的会同魔芋与花魔芋洗净，去皮。分别切成 5mm 的魔芋片，做好标记。用 100的饱和蒸汽对魔芋片漂烫 4min（目的是灭酶） ，试验开始前将洞道干燥试验装置按照表 1 的试验参
23、数设定温度，进行预热。将漂烫后的魔芋片平铺在干燥箱中。每间隔 15min 就记录样品的重量变化。直至恒重。根据记录的数据绘制魔芋片的干燥曲线。干基含水率的计算公式如（1）：（1）式中： 魔芋片的干基含水率；tM魔芋片在 t 时刻的质量，单位为 g；tW魔芋片干的物质质量，单位为 g。G3 结果与分析3.1 营养成分的比较 新鲜魔芋除水分外，主要营养成分有葡苷聚糖、总糖、蛋白质、多酚等成分。会同魔芋与花魔芋营养成分的含量如表 2所示。表 2 会同魔芋与花魔芋营养成分的比较Table 2 Comparison of nutrient content of Huitong Konjac with A
24、morphophallus Konjac K. Kochtt7会同魔芋 花魔芋 t0.01(4)营养成分含量（%）X1 X2 X3 Xm X1 X2 X3 Xmt 值t0.05(4)水分葡苷聚糖786.5806.7797.0806.7805.5825.9816.3815.95.222.92总糖 14.0 14.1 14.3 14.1 14.8 14.9 15.0 14.9 6.51 4.604蛋白质 0.76 0.78 0.79 0.78 1.89 1.90 1.91 1.89 37.96 2.776多酚 0.69 0.70 0.75 0.71 0.55 0.54 0.60 0.56 5.77
25、从表 2 可知，会同魔芋的葡苷聚糖、总糖、蛋白质和多酚等营养成分含量与花魔芋之间的显著差异性各不相同。会同魔芋葡苷聚糖含量显著高于花魔芋，具有统计学上的显著差异（2.776t 值4.604） ，这可能与会同魔芋较长的生长期有关，而生长期又与气候条件相关（会同魔芋生长期为 180天左右，云贵川的花魔芋生长期则为 100150 天） 。迄今为止，魔芋是目前研究发现大量含有葡甘露聚糖，其含量大约在 40-60左右，且较容易利用的植物。经研究发现，魔芋中的葡甘露聚糖具备优良的可溶性、乳化性生物降解性、pH 敏感性特点。因此，葡甘露聚糖在食品，医疗，新材料等各个方面有着很广泛的应用前景。葡苷聚糖是一种具
26、有多种生理功能的膳食纤维，拥有很高的商品价值。葡苷聚糖含量越高，魔芋的种植效益与加工效益就越大，因此，会同魔芋与花魔芋相比拥有显著的资源优势，是一个值得大面积种植栽培的魔域种。花魔芋的总糖、蛋白质和多酚等营养成分含量极显著高于会同魔芋（t 值4.604） 。总糖主要是指具有还原性的葡萄糖、果糖、戊糖、乳糖和在测定条件下能水解为还原性的单糖的蔗糖、麦芽糖以及可能部分水解的淀粉，是一种非常重要的食品营养成分 24。由于总糖的含量是以还原糖含量计，所以花魔芋的还原糖含量也显著高于会同魔芋。还原糖是美拉德反应的重要反应物，在香气成分生成过程种发挥重要作用。多酚是一种植物生长过程中衍生的次生代谢产物，具
27、有多种生理活性。会同魔芋的多酚含量高于花魔芋，营养价值高，但多酚也是引起酶促褐变的重要底物，事实上，酶促褐变是魔芋加工过程中普遍存在的现象，对魔芋制品的色泽与营养成分的损失影响很大，这一点在会同魔芋加工过程中尤其要引起足够重视。与总糖一样，花魔芋的蛋白质含量也显著高于会同魔芋，这与花魔芋人工栽培种植过程中施用有机肥有关。8出现上述原因可能是花魔芋宜生长在湿润，阴凉的地方，如江南，江淮等丘陵地区 25。而湖南省会同魔芋生长在湖南省会同县，两种魔芋生长的气候条件和环境因素有较大的差异，可能对魔芋后期的生长也有较明显的影响。会同县其独具特色的地理气候条件又导致两者在某些方面产生差异，使得会同魔芋和花
28、魔芋的营养成分含量有所不同。3.2 魔芋矿物质元素的比较表 3 会同魔芋与花魔芋矿物质元素含量的比较Table 3 Comparison of mineral element content of Huitong Konjac with Amorphophallus Konjac K. Koch会同魔芋（mg /kg） 花魔芋（mg /kg）元素 X1 X2 Xm X1 X2 Xmt 值 t0.05(2)t0.01(2)钙 428 425 427 939 943 941 181.728铁 4.5 4.7 4.6 6.9 6.5 6.7 9.392锌 4.8 4.4 4.6 12.5 13.1
29、12.8 22.777硒 0.00248 0.00251 0.00249 0.00790 0.00721 0.00755 15.840钾 4878 4856 4872 5478 5469 5473.5 80.200镁 238.7 235.4 237.1 278.8 283.5 281.2 18.832锗 0.043 0.050 0.0465 0.026 0.024 0.025 5.3674.3039.925由表 3 可知，花魔芋的矿物质元素含量显著高于会同魔芋（t 值4.303，t 值9.925） ，这也与花魔芋人工栽培种植过程中施用有机肥有关。钙、铁、锌等矿物质是植物中含量较多的矿物质元素，其余的矿物质含量根据植物的种类和分布的区域有所不同。由表 3 可以看出，花魔芋钙、铁、锌、硒的含量远高于会同魔芋的含量 ，其 t 值均较大，因此花魔芋的钙、铁、锌、硒等矿物质的含量与会同魔芋的相比有较为显著的差异。而其它矿物质元素的含量两种魔芋差别较小，但是其 t 值仍较大，因此，花魔芋所含的矿物微量元素的与会同魔芋相比较，仍有显著性差异，且花魔芋含量显著高于会同魔芋。同其他块茎类植物如白萝卜、田藕和生姜等蔬菜比较，两种魔芋的矿物质元素含量普遍偏低，原因及机理有待深入研究。3.3 魔芋质构特性的比较相同方法制备的会同魔芋与花魔芋豆腐，采用质构仪对其质构特性进行分析，相
